La necesidad
de
una clasificaciónCapítulo 26. La clasificación de los organismos
Sistemática molecular
La reconstrucción filogenética y la clasificación sistemática § dependieron, durante años, de la experiencia, la sabiduría y el buen criterio de especialistas dedicados al estudio de grupos específicos. A partir de la década de 1960, distintas técnicas moleculares sirvieron para la reconstrucción filogenética y la clasificación sistemática.
Una de las primeras proteínas § analizadas en los estudios de sistemática molecular fue el citocromo c, una proteína de la cadena de transporte de electrones §. Esta molécula, secuenciada en una gran variedad de organismos, permitió determinar el número de aminoácidos § en que diferían cualquier par de especies §.
Cuanto mayor es el número de aminoácidos distintos, mayor debe haber sido el tiempo de evolución § a partir de su ancestro común; inversamente, cuanto menor es el número de diferencias, más cercana debe haber sido la divergencia.
En las moléculas de citocromo c de más de 60 especies que han sido estudiadas, 27 de los aminoácidos son idénticos (color).
Las principales ramas del árbol filogenético basadas en las comparaciones de las secuencias de aminoácidos de las moléculas de citocromo c.
Los números indican la cantidad de aminoácidos por los cuales cada citocromo c difiere del citocromo c correspondiente al punto de bifurcación más cercano. Las líneas de guiones indican que se ha acortado una rama y que, por lo tanto, no está representada a escala.
A medida que se acumularon datos sobre la variación de distintas proteínas en diferentes organismos, una corriente de biólogos evolutivos -los neutralistas- sugirió que los cambios de aminoácidos en una proteína ocurren mayoritariamente al azar y a una tasa constante. Los neutralistas sostienen que las distintas formas de una misma proteína (dada por su secuencia de aminoácidos) no han evolucionado por selección natural. Las variantes alélicas § de una misma proteína responden a la acumulación de cambios en la secuencia de aminoácidos que resultan neutros, es decir, que no otorgan ventajas ni desventajas selectivas. La variación neutra de una misma proteína representa una manera útil de registrar el paso del tiempo. Si las proteínas acumulan cambios a una tasa constante, los cambios pueden considerarse como el tic-tac de un reloj. Este "reloj molecular" funciona más rápido en las regiones de la proteína menos comprometidas con su función.
Una vez calculada la tasa de evolución de una proteína para un conjunto de especies de las cuales se tiene registro de su tiempo de divergencia, se puede calcular el momento en que han divergido dos especies cualesquiera. Esto se hace a partir de la construcción de una curva de calibración. La calibración del reloj molecular para una proteína específica se hace por medio del uso de fósiles §. Esto sirve para conocer el tiempo de divergencia entre especies que no han dejado registro en las rocas.
Con el advenimiento de la técnica de secuenciación de ácidos nucleicos, el uso de la secuenciación de proteínas para estimar relaciones evolutivas fue abandonado. Esto se debió, entre otras cosas, a que la secuenciación de ácidos nucleicos es técnicamente mucho más fácil -ya que trata solamente con cuatro nucleótidos § diferentes comparado con los veinte aminoácidos-. Además, una vez conocida la secuencia del DNA § o RNA §, fácilmente puede deducirse la secuencia de proteínas.
El estudio de distintos tipos de secuencias de DNA y RNA ha permitido encontrar relojes que funcionan a tasas muy altas, muy bajas, e intermedias. Esta diversidad de tasas permite conocer de manera aceptable las relaciones filogenéticas de distintos conjuntos de organismos, relaciones entre padres e hijos, entre organismos de una misma población, entre poblaciones y subespecies, entre especies aisladas reproductivamente y entre taxa § de rango supraespecífico, desde géneros distintos hasta especies de dominios § diferentes.
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